DE3103524C2

DE3103524C2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen

Info

Publication number: DE3103524C2
Application number: DE19813103524
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Kerkrade Bulang
Original assignee: Ktd-Gesellschaft fur Verfahrenstechnik Mbh & Co Kg 4220 Dinslaken De
Current assignee: Ktd-Gesellschaft fur Verfahrenstechnik Mbh & Co Kg 4220 Dinslaken De
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE3103524A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasen ist mit parallelen, in Strömungsrichtung zickzackförmig gestalteten Abscheiderplatten (2) versehen, welche in den Eckbereichen eine rinnenförmige Ausformung (9) aufweist, die den Querschnitt der Strömungskanäle (8) bis zu etwa 2/3 der Breite (a) dieser Kanäle einengt und eine Rinne (10) bildet. Die Ausformungen (9) bewirken eine Umlenkung des Gasstroms zur Erhöhung der Prallwirkung und gewährleisten rinnenseitig einen abrißfreien Flüssigkeitsablauf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus frömenden Gasen, bestehend aus in einem horizontalen Strömungsrohr mit Ji Abstand voneinander stehend angeordneten und in Strömungsrichtung zickzackförmig geformten, Strömungskanäle bildenden Abscheiderplatten, welche in wenigstens einem Eckbereich der etwa rechtwinklig zueinander verlaufenden Plattenabschnitte eine durch *° Ausformung gebildete, vertikal verlaufende Fangrinne mit einem teilkreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen finden in ein Strömungsrohr eingebaute Abscheiderplatten Verwendung, die durch eine wellen- ■*> förmige oder zickzackförmige Gestaltung Prallflächen für die Flüssigkeitströpfchen bilden. Um ein Abreißen des auf den Platten entstehenden Flüssigkeitsfilms durch den starken Gasstrom zu verhindern, werden die Platten mit vertikalen Fangrinnen versehen, welche ⁵" vom Gasstrom nicht beaufschlagte Toträume bilden, in denen das angesammelte Wasser nach unten abfließt. Für die vertikalen Fangrinnen sind verschiedene Bauformen vorgeschlagen worden, die aber alle das Problem eines Flüssigkeitsabrisses nicht zu lösen vermögen. Beispielsweise ist aus der US-PS 19 56 591 eine Abscheidervorrichtung bekannt, bei der zur Bildung der im Querschnitt teilkreisförmigen Fangrinnen ein in den Gasstrom ragender Prallsteg angeformt und die Außenkante abgerundet ist, so daß die vertikale ^h0 Mittelachse dieser Fangrinnen im Strömungskanal liegt. Bei dieser Ausführung reißt der Flüssigkeitsfilm jedoch an den Außenkanten ab, während die Fangrinnen in strömungstechnisch ungünstiger Weise an einer Leerfläche anschließen. Weiterhin ist aus der DE-AS 2148 079 eine Ausführung bekannt, bei der die Fangrinnen aus über die Länge der Wellenberge bzw. Wellentäler durchlaufenden Stegen mit bogenförmigen Segmenten bestehen, deren Hohe größer ist als der halbe Abstand der Platten voneinander. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß durch die Lage der Fangleiste an einer strömungstechnisch exponierten Stelle die Gefahr eines frühen Abrisses besteht. Eine Wirbelbildung in der auf der Anströmseite liegenden und voll angeströmten Kammer verhindert das Eindringen des Flüssigkeitsfilms. Das gleiche Problem besteht auch bei der Ausführung nach der DE-AS 23 47 984, bei der die Abscheiderplatten im Bereich der Krümmungskehle zusätzlich vertikale Rippen aufweisen bei den Öffnungen nach der DE-OS 24 39 614, oder bei den im mittleren Bereich der Plattenabschnitte angeordneten, im Querschnitt halbkreisförmigen Fangrini-an.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fangrinnen derart auszubilden und anzuordnen, daß der Flüssigkeitsfilm weitergehend ohne Abriß in deren Totraum gedrängt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der teilkreisiörmigc Querschnitt dsr Ausformung einen etwa '/3 bis Vz der Breite der Strömungskanäle entsprechenden Radius hat und daß die vertikale Mittelachse der Ausformung entlang der gedachten Schnittlinie der beiden zugehörigen Plaitenabschnitte verläuft.

Diese Ausformuhg bildet einen wulstartig in den Strömungskanal ragenden Verdrängungskörper, vor dem einerseits ein Totraum gebildet wird, in dem schon ein Teil des auf dem ersten Plattenabschnitt abgeschiedenen Flüssigkeitsfilms nach unten abfließen kann, der weiterhin den Gasstrom unter Verengung des Strömungsquerschnitts mit erhöhter Geschwindigkeit auf den gegenüberliegenden Plattenabschnitt im Strömungskanal lenkt, dort eine verbesserte Prallabscheidung verursacht und schließlich selbst eine Fangrinne bildet, die nur teilweise im Gasstrom und in strömungstechnisch günstiger Weise an einer Umlenkungsstelle liegt, so daß eine optimal·? Flüssigkeitsabscheidung erreicht wird.

Besonders günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn der Radius der Ausformung etwa der halben Breite der Strömungskanäle entspricht. Gegebenenfalls kann der Anströmungsquerschnitt der Fangrinne noch dadurch verkleinert werden, daß einer der beiden Plattenabschnitte unter Bildung eines Steges bis etwa zur Mittelachse in die von der Ausformung gebildete Rinne ragt.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele dargestellt; es zeigt

Fig. 1 ein Strömungsrohr in einem schematischen Längsschnitt mit zugeordneten Abscheiderplatten,

Fig.2 drei geringfügig abgewandelte Abscheiderplatten in einem größeren Maßstab und in einem Querschnitt und

F i g. 3 eine dritte Ausführungsform.

F i g. 1 zeigt einen im Rohrquerschnitt kastenförmigen, einem Strömungsrohr zugeordneten Tropfenabscheider 1, in dem unter Bildung von Strömurigskanälen 8 eine Mehrzahl von Abscheiderplatten 2 stehend angeordnet sind. Jede Abscheiderplatte 2 besteht aus einem parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Einströmabschnitt 3, einem etwa 45° abgewinkelten Piattenabschnitt 4, dem, jeweils um etwa 90^c abgewinkelt, Plattenabschnitte 5 und 6 folgen. Der zur Strömungsrichtung parallel verlaufende Aiisströmabschnitt ist mit 7 bezeichnet. Die zickzackförmig gestalteten Abscheiderplatten 2 sind vorzugsweise aus

Kunststoff geformt können aber auch aus Blech gefertigt sein.

In den Eckbereichen zwischen den Plattenabschnitten 4 und 5 bzw. 6, die etwa rechtwinklig zueinander verlaufen, ist jeweils eine rinnenförmige Ausformung 9 vorgesehen, welche an der Innenseite der Ecke eine offene Rinne 10 und auf der Außenseite einen wulstartigen Verdrängungskörper bildet. Diese Ausformung 9 hat einen teilkreisförmigen Querschnitt, der aber auch oval sein kann. Die Mittelachse des ^!0 Querschnitts liegt an der gedachten Schnittlinie der beiden Plattenabschnitte 4,5 bzw. 5,6 und der Radius r entspricht etwa V₃ bis V₃ der Breite a der Strömungskanäle 8. Die Ausformung 9 ragt also an der Spitze der Ecken jeweils etwa V₃ bis ²/₃ der Breite a in den '5 Strömungskanal 8. Vorzugsweise entspricht der Radius r etwa der halben Breite a.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel hat die Ausformang 9 zwischen den Plattenabschnitten 4,5 den Radius r von etwa a/2, während der Radius zwischen den Plattenabschnitten 5,6 kleiner ist Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 zeigt an beiden Eckbereichen Ausformungen 9 mit dem Radius r = a/2.

Strömt das mit Flüssigkeitströpfchen belaaene Gas in den Darstellungen nach den F i g. 1 und 2 beispielsweise von links nach rechts, so prallt es zunächst auf den Plattenabschnitt 4, an dem ein Teil der Flüssigkeitströpfchen unter Bildung eines Films abgeschieden wird. Der Film wird zu der in den Strömungskanal 8 ragenden Ausformung 9 gedrängt und gelangt kurz vor dieser Ausformung 9 in einen rinnenförmigen Totraum 12, in dem es nach unten abfließen kann. Im weiteren Verlauf wird der Gasstrom von der Ausformung 9 auf den im Strömungskanal 8 gegenüberliegenden Plattenabschnitt 4 gelenkt und dabei durch den verengten Strömungsquerschnitt beschleunigt so daß die Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit aufprallen und abgeschieden werden. Der dabei gebildete Flüssigkeitsfilm wird weiterhin in die von der Ausformung 9 gebildete Rinne 10 gedrängt die einen Totraum zum Abfluß bildet Da die Rinne 10 einen nicht vom Gas angeströmten Bereich hat, wird ein Abriß verhindert, wobei durch die Umlenkung des Gasstromes in der Rinne 10 ein mit einer Wirbelbildung verbundener Staudruck entsteht Das in den Strömungskanal 8 zwischen die Plattenabschnitte 5 umgelenkte Gas gelangt dann zur folgenden Ausformung 9 zwischen den Plattenabschnitten 5,6, wo sich der Abscheidevorgang spiegelbildlich wiederholt

Um die Umlenkung des Gasstroms über der Rinne 10 zu verbessern, kann entweder, wie es F i g. 3 zeigt der Plattenabschnitt 4, oder (nicht dargestellt) der Plattenabschnitt 5 in die Rinne 10 ragen und einen Steg 11 bilden, der auch in der Art von Leitschaufeln umgebogen sein kann. Vorzugsweise ragt dieser Steg 11 bis etwa zur Mittelachse der Rinne 10.

Wegen der spiegelbildlichen Gestaltung kann der Tropfenabscheider 1 (vgl. Fig. 1 v.;d 2) mit gleicher Wirkung auch umgekehrt von rechts nach !inks durchströmt werden. Das gilt auch für die Ausführung nach F i g. 3.

Je nach den technischen Anforderungen können die Abscheiderplatten 2 in Strömungsrichtung mit beliebig vielen Umlenkungen und Ausformungen 9 versehen werden. Ebenso ist es möglich, mehrere kleinere Einheiten paketartig hintereinander anzuordnen. Weiterhin können im mittleren Bereich der Plattenabschnitte bedarfsweise zusätzliche, etwa halbkreisförmig ausgeformte Fangrinnen angeordnet sein, die ebenfalls mit teilabdeckenden Stegen versehen sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen, bestehend aus in einem horizontalen Strömungsrohr mit Abstand voneinander stehend angeordneten und in Strömungsrichtung zlckzackförmig geformten, Strömungskanäle bildenden Abscheiderplatten, welche

in wenigstens einem Eckbereich der etwa rechtwinklig zueinander verlaufenden Plattenabschnitte eine durch Ausformung gebildete, vertikal verlaufende Fangrinne mit einem teilkreisförmigen Querschnitt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der teilkreisförmige Querschnitt der Ausformung (9) einen etwa '/3 bis V3 der Breite (a) der Strömungska- '⁵ näle (8) entsprechenden Radius (r) hat und daß die vertikale Mittelachse der Ausformung (9) entlang der gedachten Schnittlinie der beiden zugehörigen Plattenabschnitte (4,5 bzw.5,6) verläuft.

2. Vorricjnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- -« zeichnet, daß der Radius (r) der Ausformungen (3) etwa der halben Breite (a) der Strömungskanäle (8) entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Plattenab- -'5 schnitte (4 bis 6) unter Bildung eines Steges (11) bis etwa zur Mittelachse in die von der Ausformung (9) gebildete Rinne (10) ragt.